机场地面容量评估研究

提出基于滑行路径动态寻优的机场地面容量评估方法。对于结构复杂多样的机场地面,当跑道、滑行道和停机位使用情况和航班流变化时,根据机场地面运行的具体特点,首先建立机场地面有向网络模型,引入滑行道的权值概念,再通过D ijkstra算法进行动态路径寻优,并与冲突探测相结合,对滑行道和停机位进行合理分配。最后通过计算机仿真来评估容量。仿真实例表明,该方法不仅可以增强机场地面容量评估的灵活性和准确性,还可以应用于机场地面交通引导。     

基于冲突避免的滑行路径动态分配问题研究

在保证地面飞行安全的前提下,为解决机场容量不足,减少航班延误,本文提出基于冲突避免的滑行道分配问题研究。在改进的Dijkstra算法的基础之上,结合机场场面运行规则、滑行冲突以及优先级限制等因素构建滑行道动态网络模型,给出不同冲突类型下的滑行时间求解方法。仿真实验表明,与未考虑滑行冲突的固定路径相比,动态滑行路径计算方法计算出的滑行路径可避免滑行冲突,一定程度上可缓解机场地面繁忙状态。     

A SMGCS滑行道冲突预测与避免控制

针对先进机场场面引导与控制系统(Advanced surface movement guidance and control system,A-SMGCS)滑行道冲突预测与避免控制,提出基于事件反馈的闭环控制框架,并重点解决对头冲突预测与避免控制问题。建立滑行道受控着色Petri网模型。提出航空器可控滑行路段概念,并给出其对应子模型的生成规则。利用子模型中环路和环路链,给出无对头冲突的充分必要条件。提出对头冲突避免控制策略,以及适合实时控制的对头冲突预测与避免控制算法。算例表明本文能根据场面状态及时识别对头冲突并实现冲突避免。     

航空器机场地面滑行时刻优化模型研究

空中交通量的急剧增长导致机场地面滑行网络效率的降低,造成航班延误。分析进／离场飞机的地面滑行过程,指出这一过程中可能出现的三类滑行冲突。引入混合整数规划方程表示飞机在机场地面的运动,建立一个规划飞机滑行时刻的最优模型。确定飞机通过指定滑行路径上各点的最优时刻,将滑行冲突产生的飞机延误降到最小,提高机场运作效率。利用成都双流国际机场的实际航班时刻数据进行算例分析,结果验证了该模型的可行性和优越性。     

基于人工鱼群算法的单机场地面等待优化策略

目前大型机场拥塞问题日益严重.推迟飞机起飞时间,将成本较高的空中等待转化成地面等待,是进行空中交通流量管理的一个有效方法.本文研究基于人工鱼群算法的单机场地面等待优化策略并进行仿真,有效地减少了总的地面等待延误损失,说明该方法是可行的;通过与其他几种智能算法的比较,验证了该算法执行效率高、实用性强.     

多元受限的地面等待策略问题研究

多元受限的地面等待策略即飞机地面等待时间的最优配置，是空中交通管理系统具有的最重要功能之一，是空中交通流量控制中战略管理的重要内容。最优配置旨在减少或消除飞机的空中等待延时，提高空中交通流量。本文在单机场受限地面等待策略问题的基础上，研究了确定容量条件下的多元受限地面等待策略问题，建立了数学模型，并提出了一个启发式和专家系统相结合的流量管理新算法。论文最后利用广州区域某日典型的航班飞行实际数据，对     

飞机选型应进行的航线分析研究

在飞机选型工作中飞机性能人员的主要工作是对各备选机型进行航线分析,为经济分析提供在各条航线上的业载、轮档油量、轮档时间等各种数据,分析各备选机型的机场适应性、航线适应性.通过对各备选机型的机场适应性、航线适应性的分析可以对备选机型从飞机性能角度做出优劣顺序的初步评估,供最终决策时参考.     

民航现阶段流量控制的合理使用

流量控制就是根据航路和机场的地形、天气特点、通信导航和雷达等条件，以及管制员的技术水平和有关管制间隔的规定，对某条航路或某个机场在同一时间所容纳飞机架数加以限制。它的基本原则是以飞行前采取措施为主，飞行中采取措施为辅；飞机在地面等待为主，在空中等待为辅。合理地控制流量，及时调配飞行冲突，才能使各架飞机之间保持规定的安全间隔和高度差，防止飞机与飞机、飞机和障碍物相撞，保证空中飞行秩序正常、有序。一、流量控制的原因造成流量控制主要有两个因素：一是人为因素，二是客观因素，其中后者占据较大的比重。1．人…     

基于PO-PTD的航空器对下滑道结构影响的动态研究

下滑信标是仪表着陆系统的重要组成部分,为进近中的航空器提供垂直方位引导。进行障碍物对下滑信标信号影响的精确分析可以为导航台站选址及解决导航台运行中存在的问题提供理论依据。本文基于物理光学-物理绕射理论(Physical optics-physical theory of diffraction,PO-PTD)算法,结合空客A320-200型客机以及机场三维模型对下滑信标的下滑道结构影响进行了静态分析。在静态分析的基础上,对飞机在滑行道上滑行且五边上有飞机进近时的影响进行了动态研究,找出了某机场飞行员长期反映的下滑道信号不稳问题的原因。动态研究数据与飞行校验结果进行了比对并与飞行校验结果吻合。     

基于Q学习机场地面滑行路径动态规划

塔台管制员目前对场面飞机滑行路线分配主要依据航班序列、进离港类型以及目标终点等为参考。本文通过对管制员管制行为使用Q学习建模,并引入未来航班先验概率滑行路线加入待检测冲突集合,使管制员Agent具备预估未来时刻冲突能力,对常见滑行冲突得到最优滑行路径。本文首先讨论了Q学习对于地面冲突离散状态数量的有限性,接着对状态的动作序列和回报函数进行设计。实验环境对地面滑行道优先级进行了人工标注,生成随机航班时刻样本集用于训练。仿真结果中管制员Agent能有效解决冲突,体现了该方案的可行性和优越性。     

飞机动态推出控制策略仿真优化模型

机场离港运行的无序化造成滑行过程中的长时间排队等待及大量燃油浪费。为了减少燃油消耗和废气排放,在已有的动态推出控制策略基础上提出了阶梯函数控制策略(Step function,SPC)和非线性函数动态推出策略(Nonlinear function,NPC)的一般形式,以离港成本为目标,建立了基于停机位等待惩罚的动态推出控制模型,在不延误的前提下提出了一种基于网格参数优化的蒙特卡洛仿真优化算法。通过北京首都机场实际运行数据对推出过程进行仿真计算,并与无控制策略以及传统N-control策略的最优可达解进行仿真对比,结果表明:在不延误的前提下,提出的推出策略可以更加有效地降低平均滑行道滑行时间,NPC策略的离港运行成本和燃油成本可降低45.52%和54.23%,SPC虽然成本节省劣于NPC策略,但是其简单的操作方式可以为离港推出调度方式的改进提供决策支持。     

机场终端区着陆次序的排序规划算法

讨论了机场终端区飞机到达流的排序规划问题。为了能够在终端区交通繁忙的情况下高效地为到达的飞机流安排合理的着陆次序，并在不违反飞机间距要求的情况下给出各飞机经过优化的着陆时间，提高机场跑道的利用率，提出了经过改进的先来先服务、带有时间提前量、带有约束的位置偏移三种排序算法。当进入机场终端区的飞机数量超过机场终端区的容量时，分航路对飞机排队并对飞机间的距离进行限制     

被动空中交通流量管理中的动态排序算法

空中交通流量管理包括战略管理和战术管理两个方面，如何对等待降落的航班重新排序，使得在等待队列 航班的地面等待和空中等待成本总和最小是进近区域流量战术管制的主要研究内容之一。本文对目的机场的飞机降落时间问题进行了系统地分析，并利用互换理论对问题进行了推导与建模，得出了被动空中交通一管理中的动态排序算法。该算法与目前国内外一般处法不同，计算时不直接使用机场的容量约束，而是利用与容量相磁的统计航班服务时     

基于深度学习的离场航空器滑行时间预测（英文）

随着航班数量的不断增加,机场协同决策系统(Airport collaborative decision-making,A-CDM)的使用也越来越广泛。滑行时间预测的准确性对A-CDM计算离场航空器起飞排序队列和给出准确的撤轮挡时间具有重要的作用。本文提出一种基于时间-空间-环境数据的深度学习模型(Spatio-temporal-environment deep learning model,STEDL)来提高滑行时间预测的准确性。该模型由时间-流量变量(机场实际容量,场面航空器数量,时间段)、空间变量(滑行距离)、外部环境变量(天气,流控信息,跑道运行模式,机型)3部分组成。使用STEDL模型对香港机场离场航空器滑行时间进行预测验证。实验结果显示,STEDL模型预测准确率为95.4%,预测精度明显优于其他机器学习算法。     

基于聚类分析的航空器滑行过点时间预测

为了预测航空器滑行预计到达时间（Estimated time of arrival，ETA），减少场面冲突，提高机场运行效率，本文使用卡尔曼滤波算法对场面历史轨迹数据进行预处理。为了衡量轨迹样本间的距离，综合三类特征用于机场场面历史轨迹数据聚类。特征包含航空器滑行时段和场面航空器数量，以及参考动态时间规整（Dynamic time warping，DTW）算法提取的轨迹差异度特征。将两个样本特征的欧式距离作为样本间的相似度量；基于均差最大原则确定初始聚类中心，使用K-means算法对样本进行聚类，根据待规划航空器的所处时段和场面航空器数量选择匹配度最高的类簇，将其聚类中心样本的轨迹序列和塔台规划的静态路径相结合预测航空器滑行ETA。通过将实际轨迹数据与预测的滑行ETA进行对比分析，证明了本文预测航空器滑行ETA的准确性。     

VOR/DME监控下的NDB等待

天空拥挤绝非危言耸听.飞机越来越频繁的起降,使一些机场不堪重负.大中型机场设计等待程序,旨在缓解进离场飞机间的飞行冲突,增大飞行流量和机场吞吐量,理顺空中交通秩序,保证飞行安全.我国中大型机场终端区通常设计NDB等待程序.由于地面无方向性信标台(NDB)和机载接收装置自动定向仪(ADF)精度限制,NDB等待航线的长度和宽度各不相同,原因在于根据入口速度划分的同类飞机,由于速度不同而导致转弯轨迹和出航边长度都不相同.NDB等待是为等待飞行的各飞机规范一个有序的流程图,调整各机疏密间隔,然而NDB等待导航设备先天不足(精度不高),可能导致飞机间隔缩小或加大,不利于飞行安全.     

先进的滑行辅助与引导系统

飞机在空中飞行与在地面滑行有一个最大的不同点就是:在空中,高度现代化的飞机,几乎可以在任何气象条件下完成高精度的航线飞行,而且可以使飞机的耗油最少;然而在地面滑行阶段,机组不得不依靠机场图表,并通过目视人工来操纵飞机滑行。这时常导致机组与管制员的相互误解,使飞机处于危险的境地。事故统计年报表明:大量的地面事故都是由于机组在地面失去了方位概念造成的。     

基于性能导航的飞行程序减噪效果评估

本文选择有效感觉噪声级作为单次飞机噪声的评价指标;以景德镇罗家机场传统程序和PBN程序为例拟合得到其主要起降机型B738的噪声距离公式,进而得到单次飞行事件机场各预测点的噪声值并绘制噪声污染图,对PBN运行的减噪效果进行评价。     

空中交通流量控制的地面保持策略

空中交通流量控制的地面保持策略．即飞机地面保持时间的最优配置,是任何空中交通管理系统所具有的最重要功能之一,也是空中交通流量控制中战略管理的重要内容．最优配置的目的是减少或消除飞机的空中等待延时,提高空中交通流量．本文首先阐述了航线网拥挤的主要原因,然后介绍了空中交通流量控制的地面保持策略的问题描述和基本求解方法,最后指出了地面保持策略问题的进一步研究方向和应用前景。     

ADS-B机场场面监视技术研究

如何在复杂的机场环境和恶劣的气象条件下管理日益增多的飞机和地面服务车辆,成为机场运行管理中必须考虑的问题。本文给出了采用广播式自动相关监视系统(ADS-B)技术实现机场场面监视的解决方案。